中國在世界最大風口修橋 海域複雜驚詫七位院士

2017年08月25日     5,623     檢舉

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原標題:在世界最大風口修座「不可能的大橋」

本報記者 劉志偉 謝開飛

福建平潭海峽,是與百慕達、好望角齊名的世界三大風口海域,被稱為「建橋禁區」。

8月22日,隨著起重船將重達1350噸的鋼桁梁放置到墩頂,平潭海峽公鐵兩用跨海大橋首片鋼桁梁架設成功,我國首座跨海公鐵兩用大橋再次進入公眾的視野,成為關注的焦點。

平潭海峽公鐵兩用大橋於2013年11月開建,項目具有工程量巨大、有效作業時間短、工期緊等特點,被稱作「施工難度最大」的橋。

平潭海峽公鐵兩用跨海大橋建設到底難在哪裡?我國的大橋科技工作者用了哪些黑科技完成了「不可能的任務」?

看環境 複雜海域條件驚詫七位院士

在建的海峽公鐵兩用跨海大橋是福平鐵路的關鍵性控制工程,起於福州長樂市松下鎮,經過人嶼島、長嶼島等4座島,從蘇澳鎮上平潭島。大橋全長16.34公里,是世界上最長、跨度最大的跨海峽公鐵兩用大橋,下層設計為時速200公里的雙線一級鐵路,上層設計為時速100公里的高速公路。

中鐵大橋局福(州)平(潭)鐵路項目常務副經理張紅心介紹,這座大橋的所在地處於武夷山脈與台灣海峽之間,正處在一個喇叭口。這裡看似風平浪靜,但突然一個浪湧上來,會將鋼纜都扯斷。福建省每年六成海上事故發生在這片海域。近3年來,這裡每年都會遇上颱風,2015年至今已發生18場颱風。

在大橋施工期間,王景全、鄭皆連等七位中國工程院院士帶著重點諮詢項目《海洋橋樑工程技術發展戰略研究》到訪平潭大橋。院士們大為感嘆,其所處的獨特海峽環境,無論是地質條件的複雜程度,還是大風、強浪、強涌、急流等海況的惡劣程度,均遠超已建成的東海大橋、杭州灣大橋、青島海灣大橋及在建的港珠澳大橋,尤其是波流力的影響,是常規長江等內河橋樑的10倍以上。

中鐵大橋局董事長,平潭海峽公鐵兩用橋項目經理劉自明說:「大橋的建設,標誌著我國鐵路橋樑開始由內陸江河邁向海洋!」

為攻克複雜海域海峽大橋建設技術難關,中鐵大橋局成立了以中國工程院院士為首的技術專家組,統一組織協調指導大橋技術攻關和方案落實,並聯合鐵路總公司組織了「跨複雜海域公鐵兩用大橋施工關鍵技術研究」「惡劣海洋環境下大型橋樑工程建造技術研究」「平潭海峽公鐵兩用大橋修建關鍵技術研究」等多項科研課題。

建橋墩 海底「小板凳」擴展成施工平台

大橋穿越的島嶼兩側海床幾乎全是堅硬的岩石,建立棧橋及鑽孔平台極其困難。

橋址處風大、水深、浪高、暗礁多,施工條件惡劣。中鐵大橋局四標段二分部承擔的北東口水道橋B39—B58段,是全橋最難啃的硬骨頭。

2014年3月24日,中鐵大橋局項目部選擇了具有代表性的無覆蓋層且海床為花崗岩的B49號墩進行試樁,這是第一次進行基礎施工的探索。

中鐵大橋局副總工程師、平潭海峽公鐵兩用大橋項目部總工程師張立超記憶猶新:「當時是夜裡4點多,經過努力第一根樁看起來站穩了,可天亮時發現,立好的樁又不見了。」原來,由於海底花崗岩的強度像鋼鐵一樣堅硬,當鋼管樁樁頭打進岩床1米深左右時,被擠壓致嚴重變形。

「一根筷子立不住,那做成4條腿的板凳呢?」新的方案在經過專家論證後,張立超所在的技術攻關小組開始了沒日沒夜的測算、畫圖、修改、覆核。

時間一晃就是幾個月。新的辦法是,根據海底岩面地形定製4根長短不一的鋼管樁,用打樁船將鋼管樁放到預定位置,快速聯結,形成一個臨時「板凳」。接著,下放預製的圓柱形鋼筋籠,並灌注混凝土,讓鋼管樁「黏」在海底岩石上。以此「小板凳」為起始小平台,再向外擴展為7人足球場大小的施工平台。樁基施工的瓶頸自此打通了。

這項海底裸岩上的「搭板凳」技術被稱為「深水裸岩區埋植式海上平台」,為國內首創,既加快了建橋速度,又降低了橋樑建設成本。

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